直燃式焚化炉的节能改造

焚烧炉就是将有机废气烧掉的一种设备，焚化炉回收系统可以称为“热回收”。焚化炉将废弃物转化成废气、灰烬、微粒和热量，能够依次被用来发电。废气等污染物在进入空气之前将会被清洁。焚化炉和能量回收是废物能量转换技术，比如气化、高温分解和厌氧消化中的一种。

覆铜板的生产工艺一般采用“湿法生产工艺”，即在生产过程中，有大量的有机溶剂挥发出来，它们与空气的混合物称为“有机废气”[1]。这些废气还可能包含有一定量的苯酚和甲醛，若直接排放入大气，将对大气环境造成污染，严重影响人类的身体健康。当氧化温度达到760 ℃及以上时，有机溶剂能彻底氧化分解成对环境无污染的H2O和CO2。因此，有机废气的一般处理方法是将废气进行高温燃烧后再排放[2]。当前，覆铜板行业主要采用焚化炉处理废气，所使用的废气焚化炉主要分为“直燃式”和“蓄热式”两种。

本文阐述了直燃式(TO)焚化炉和燃气蓄热(RTO)焚化炉的原理和特点，介绍了广东深鑫电子材料有限公司的直燃式焚化炉改造为燃气蓄热(RTO)焚化炉项目，并对此项目的节能效果进行评价。

1 技术原理

1.1 直燃式焚化炉

直燃式(Thermal Oxidize，TO)焚化炉主要由燃烧室、热量回收交换器和控制箱等构成。废气在焚化炉炉膛内燃烧完全氧化分解后，直接排放。

蓄热式热力(Regenerative Thermal Oxidizer，RTO)焚化炉主要由蓄热室、燃烧室、蓄热室和控制箱构成。其燃烧室的内面附有高温隔热层，腔内空间设有平均且密集的加热器，该燃烧室设在2个蓄热室中间的气流通道上，燃烧室设有衔接2个蓄热室的气流连通口。蓄热室放置了大量的蓄热陶瓷体，废气通过蓄热陶瓷体时，高温的蓄热陶瓷体将其加热到裂解，通常不需要燃油助燃从而实现节油的目的。

2 项目改造及评价

2.1 项目改造

蓄热式(RTO)焚化炉之所以能节油，关键的影响因素为兼具放热蓄热功能的蓄热陶瓷体，能根据炉体温度自动点火熄火的点火装置，和生产过程中产生废气量相匹配的焚化炉的处理能力及充分的废气利用设计。直燃式焚化炉改造为蓄热式焚化炉的主要指标。

项目改造有关键技术有以下几点：

a) 直燃式焚化炉中增加蓄热体(“蜂窝陶瓷”)，就可以达到节约能源的目的。蓄热陶瓷体功能有：(a)蓄热，即储存废气在炉膛内裂解时的一部分热量;(b)放热，即当废气通过炉膛时，蓄了热的高温蓄热陶瓷体放热，使废气裂解。蓄热陶瓷体的蓄热和放热功能，对废气裂解时的热量进行充分的回收和利用，减少了上胶机燃油的使用，达到了节油的目的;

b) 配置根据炉内温度自动点火、熄火的点火装置。因蓄热式(RTO)焚化炉节油主要原理就是通过蓄热陶瓷体的蓄热和放热，最大量地利用废气的热量，减少燃油的燃烧，但若炉头的点火装置不具备根据炉内温度自动点火熄火的点火功能，则在上胶机运行过程中，仍是一直点火，燃烧柴油，实现不了节油的功能;

c) 焚化炉的处理能力和生产过程中产生废气量的匹配性。若生产过程产生的废气比焚化炉处理能力多，来不及在焚化炉中燃烧，会有爆炸的安全隐患;但若焚化炉处理能力设计过大，则将导致废气量不足，温度不够，上胶机必将点火，燃烧燃油，增大燃油消耗，达不到节油目的。这也是本项目能够节油的关键技术控制因素之一。LEL(即废气浓度的控制标准)以前一般控制在25%即废气爆炸浓度的1/4的水平上，超过了这个水平，上胶机就会报警，超过33%上胶机停机。工厂LEL水平放宽了一个等级，即LEL超过33%开始报警，超过40%才停机。LEL的放宽，意味着在相同废气量前提下，需要的空气量会减少;空气量减少的结果就是带走的热量变少，从而使提供热源之一的燃油量减少，体现出来就是节油;

d) 废气的充分利用。废气经过炉膛裂解，再经过热交换器，仍有较高的温度，若直接排放，会造成能量浪费。通过焚化炉的废气预热上胶机新风，能更充分地利用废热，最大限度实现节油。

2.2 节能评价

根据《节能项目节能量审核指南》(改环资[2008]704号文)文件的节能量核算方法对本项目节能量进行核算。公司上胶焚化炉改造前轻质柴油单耗为57.95 L/km，改造后单耗为28.82 L/km，每千米消耗轻质柴油下降50.3%。本项目的年节能量为2 508.92 t标准煤，获得当地政府节能专项资金项目计划的奖励。

3结语

工程实践表明：蓄热式废气焚化炉的蓄热陶瓷体能够将燃烧机的热量储存起来，当蓄热陶瓷体的温度超过有机废气的着火点时，即使燃烧机不点火，炙热的蓄热陶瓷体也能把有机废气点燃。将直燃式(TO)焚化炉改造成简单的燃气蓄热(RTO)焚化炉具有能耗低、安全性好、应用范围更加广泛、制造成本低等优点，是一种很有发展前景的废气焚化炉。